Энтропия влажного пара это

Содержание

ЭНТРОПИЯ ПАРА
Энтропия жидкости и пара
Влажный пар и его параметры

ЭНТРОПИЯ ПАРА

Энтропия водяного пара отсчитывается от условного нуля, за каковой принимают энтропию воды при 0°С и при давлении насыщения, соответствующем этой температуре, т.е. при давлении 0,0062 ата.

Энтропия жидкости определяется из выражения

S’ = С ln , (9.14)

где С – теплоемкость воды, Т_н – температура кипения жидкости в °К.

Энтропия сухого насыщенного пара S» определяется из уравнения

S» = S’ + , (9.15)

где r – теплота парообразования.

Энтропия влажного насыщенного пара S_х равна

S_х = S’ + ∙х (9.16)

или на основании формулы (7.15)

где х – степень сухости пара.

Значения энтропии S’ и S» приведены в приложениях Б иВ.

Значения можно получить из этих таблиц как разность S» — S’.

Энтропия перегретого пара может быть найдена из уравнения

S = S» + . (9.18)

Значения S приводятся в таблицах перегретого пара.

При определении состояния пара заданных параметров необходимо исходить из следующего.

Для перегретого и сухого насыщенного пара одинакового давления

при одной и той же температуре перегретого и сухого насыщенного пара

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник статьи: http://studopedia.su/16_43751_entropiya-para.html

Энтропия жидкости и пара

Как известно, из всей подведенной в круговом процессе теплоты Q₁ в полезную работу переводится только (Q₁ – Q₂) ккал, а Q₂ ккал передается в теплоприемник. Теплота Q₂ является прямой. Хотя и необходимой, потерей, которую следует стремиться уменьшить.

Выясним, от каких факторов она зависит. Допустим, что совершается равновесный цикл Карно (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Система тел, участвующих в совершении

Для этого цикла = или .

Как видим, величина Q₂ зависит от двух множителей: отношения и температуры T₂. Если температуру считать величиной постоянной, то потеря теплоты Q, зависит практически только от величины отношения . Чем больше это отношение, тем больше потеря Q₂.

Учитывая большую роль отношения , в термодинамику введена особая величина, зависящая от этого отношения и названная э н т р о п и е й.

Если равновесный процесс подвода или отвода теплоты совершается при постоянной температуре, как в цикле Карно, то изменение энтропии в таких процессах для 1 кг тела будет

s₂ – s₁ = = 2,3 lg кДж/кг∙град, (5.10)

q – участвующая в процессе теплота;

Т – температура, при которой совершается процесс.

В приведенной формуле s₁ принимают равной нулю при Т₁ = 273 о С, теплоемкость воды принимается равной 4,19 кДж/кг∙град.

Под энтропией жидкости (воды) подразумевают увеличение энтропии 1 кг воды, имеющей температуру 0 о С, в процессе нагревания ее при постоянном давлении до кипения.

Если вода не доводится до кипения, то энтропия ее

s_ж = 2,3 lg ,

где Т – конечная температура воды.

Энтропия кипящей жидкости

= 2,3 lg .

Энтропия сухого насыщенного пара представляет собой увеличение энтропии 1 кг воды, взятой при 0 о С, в процессе превращения ее при постоянном давлении в сухой насыщенный пар.

Процесс получения пара из кипящей воды происходит при постоянной температуре; поэтому изменение энтропии в этом процессе может быть найдено по уравнению

s₂ – s₁ = .

В данном случае (энтропия сухого пара), (энтропия жидкости); q = r – (теплота парообразования) и Т = Т_s.

Понятно, что энтропия влажного пара s_х, для которого q = хr,будет равна:

Энтропия перегретого пара s представляет собой увеличение энтропии 1 кг воды, взятой при 0 о С, в процессе превращения ее при постоянном давлении в перегретый пар.

В процессе перегрева при постоянном давлении температура пара повышается, поэтому изменение энтропии в процессе перегрева нужно подсчитать по уравнению

= 2,3 lg ,

с_pm – средняя изобарная теплоемкость перегретого пара,

Т – абсолютная температура перегретого пара.

Из этого уравнения получаем

= + 2,3 lg

Источник статьи: http://helpiks.org/3-26543.html

Влажный пар и его параметры

Водяной пар

Основные понятия

Газообразные тела (с примесью одноименной жидкости в виде взвешенных мелкодисперсных частиц или без нее) принято называть парами.

Все пары являются реальными газами и подчиняются всем присущим этим газам закономерностям, в частности закономерностям фазовых переходов.

Образование пара из одноименной жидкости происходит посредством ее испарения или кипения. Между этими двумя процессами существует принципиальное различие.

Испарение жидкости может происходить лишь с открытой поверхности и при любой температуре.

С повышением температуры жидкости процесс испарения ускоряется, т.к. средняя скорость движения молекул возрастает.

Кипение жидкости может происходить и при отсутствии открытой поверхности. Сущность его состоит в том, что образование пара происходит в основном в объеме самой жидкости.

В сосуде одновременно происходят противоположные процессы испарения жидкости и конденсации пара.

Пока концентрация молекул пара в паровоздушной смеси мала, первый процесс превалирует над вторым. Вместе с этим увеличивается и парциальное давление пара Р_п в паровоздушной смеси; парциальное же давление воздуха Р_в уменьшается, ибо избыток его удаляется в окружающую среду через обратный клапан, но суммарное давление паровоздушной смеси остается неизменным.

С повышением парциального давления пара скорость испарения жидкости уменьшается, а скорость обратной конденсации пара возрастает и в конечном итоге наступает момент, когда скорости обоих процессов становятся одинаковыми, а Р_п устанавливается одинаковым.

Пар какого-либо вещества, находящийся в динамическом равновесии с одноименной жидкостью, называется насыщенным.

Температура и давление насыщенного пара взаимосвязаны и каждой температуре соответствует вполне определенное давление насыщения.

По мере роста температуры паровоздушной смеси содержание воздуха в ней уменьшается за счет вытеснения его паром через обратный клапан. Поэтому наступает момент, когда из сосуда удаляются последние остатки воздуха и в верхней его части остается один лишь насыщенный пар.

Этот момент отмечается тем, что давление насыщенного пара становится равным давлению окружающей среды, под которым все время находилась жидкость, а потому становится возможным кипение жидкости.

Температура, при которой давление насыщения становится равным внешнему давлению на жидкость, называется температурой кипения; она является функцией внешнего давления и с увеличением его возрастает.

После начала кипения в рассматриваемом сосуде продолжение подвода тепла сопровождается дальнейшим парообразованием, причем давление в нём сохраняется неизменным, т.к. излишки пара вытесняются через обратный клапан. Неизменной остается и температура, как пара, так и самой жидкости. Такой процесс продолжается до полного выкипания жидкости, и, наступает момент, когда весь сосуд оказывается заполненным лишь насыщенным паром, температура которого еще равна температуре кипения.

Пар какого-либо вещества, не содержащий в себе одноименной жидкости и имеющий температуру кипения при данном давлении, называется сухим насыщенным.

Пар какого-либо вещества, температура, которого превышает температуру кипения при данном давлении, называется перегретым.

Состояние перегретого пара определяется значениями двух независимых параметров, в качестве которых наиболее часто используются давление и температура.

С повышением перегрева пар по своим свойствам приближается к идеальному газу.

При изобарном отводе теплоты от сухого насыщенного пара температура его не изменяется, а вместо этого начинается конденсация пара, и по всему его объему образуются мельчайшие капельки жидкости.

Насыщенный пар какого-либо вещества, содержащий в себе одноименную жидкость в виде взвешенных мелкодисперсных частиц, называется влажным насыщенным паром.

Представив себе влажный пар как механическую смесь сухого насыщенного пара и равномерно распределенной в нем жидкости, можно определить степень сухости х влажного пара как массовую долю содержащегося в нем сухого насыщенного пара.

Очевидно, величина х может изменяться от единицы (что соответствует сухому насыщенному пару) до нуля (что соответствует кипящей воде).

Таким образом, состояние влажного пара определяется значениями двух независимых параметров, – давления (или температуры) и степени сухости.

Влажный пар и его параметры

Объем влажного пара можно представить как сумму объемов двух компонентов.

где х – степень сухости пара.

Первое слагаемое представляет собой объем жидкости, содержащейся в 1 кг влажного пара, а второе – объем содержащегося в нем сухого насыщенного пара.

Для превращения 1 кг кипящей воды в сухой насыщенный пар при постоянном давленииему необходимо сообщить количество теплоты, называемое теплотой парообразования:

Часть теплоты парообразования расходуется на увеличение внутренней энергии, связанное с совершением работы против сил взаимного притяжения молекул (внутренняя теплота парообразования). Остальная часть теплоты парообразования расходуется на работу расширения, не связанную с наличием сил молекулярного взаимодействия (внешняя теплота парообразования).

С помощью теплоты парообразования r энтальпия влажного пара определяется следующим образом.

В процессе парообразования при Р=const